di Massimo Burbi
Aggiornamento 25/11/2025: abbiamo pubblicato sul nostro canale Instagram alcuni quiz sulle tematiche trattate da questo articolo. Trovate i quesiti e le relative risposte scorrendo fino in fondo alla pagina. Se siete interessati alle puntate precedenti dei nostri quiz, potete leggere gli articoli correlati qui, qui, qui, qui, qui, qui, qui, qui, qui, qui, qui e qui.
In decine di milioni di case in tutto il mondo c’è, o c’è stato, almeno un allarme antifumo [1] e per una buona ragione: secondo un report della US National Fire Protection Association il rischio di morire in un incendio in casa cala del 55% se c’è un allarme antifumo funzionante [2].
Esistono due tipi di allarme antifumo: fotoelettrico e a ionizzazione. Quello che molti non sanno, inclusi molti di quelli che se lo ritrovano sopra la testa, è che “a ionizzazione” vuol dire che l’allarme funziona grazie all’Americio 241 (Am241) [3], un nuclide radioattivo che non si trova in natura, per ottenerlo bisogna prendere del Plutonio 239 (sì, proprio quel plutonio lì), irradiarlo con neutroni fino ad ottenere Plutonio 241, che poi per decadimento beta diventa Am241 [4], un processo che può avvenire “pacificamente” in un reattore nucleare, o nell’esplosione di una bomba atomica.
Per conferma guardiamo le prime due immagini, la prima è lo spettro gamma di un allarme antifumo, la seconda è invece lo spettro di un campione di Trinitite, residuo dell’esplosione della prima bomba atomica nel 1945 che era appunto un ordigno al plutonio. In entrambi i casi i picchi gamma dell’Am241 sono in bella evidenza.
All’interno di questo oggetto di uso comune c’è quindi lo stesso radioisotopo rilasciato nell’ambiente da un evento catastrofico come un’esplosione atomica. Cosa ci dice questo? Assolutamente niente, perché per valutare la pericolosità di un oggetto radioattivo contano i numeri e non il certificato di origine.
L’Am241 decade emettendo una particella alfa, trasformandosi così in Nettunio 237 [5]. Sono proprio queste particelle alfa, sparate in tutte le direzioni, a ionizzare l’aria che si trova all’interno della piccola camera metallica visibile nella foto, strappando gli elettroni alle molecole. Gli elettroni, una volta liberi, vengono attratti dall’elettrodo positivo della camera generando un piccolo, ma stabile, flusso di corrente. Quando nell’aria c’è fumo questo flusso rallenta, ed ecco che scatta l’allarme [6].
Un tipico allarme antifumo a ionizzazione acquistabile oggi, come quello testato, ha al suo interno abbastanza Am241 da garantire circa 33,000 decadimenti radioattivi al secondo (0.9 microcurie) [7] che avvengono appena sopra le teste dei presenti nella stanza e continueranno a farlo per molto molto tempo, dato che l’Am241 ha un tempo di dimezzamento di 432 anni [8].
Quindi ci spaventiamo? Vediamo, iniziamo col dire che la radiazione alfa, fin quando la sorgente resta confinata all’interno della camera, non ha modo di uscire (se non dai piccoli fori per l’aria), e anche se lo facesse sarebbe in grado di viaggiare in aria per non più di qualche centimetro, rivelandosi del tutto innocua (*).
Ma l’Americio 241, nel suo decadimento, emette anche due caratteristici raggi gamma, questi sì capaci di attraversare le pareti della camera metallica e viaggiare in aria per diversi metri fino a raggiungere gli occupanti della stanza. Lo spettro gamma ci dice però che hanno un’energia di 26 e 59 keV [9], molto più bassa di quella dei raggi gamma di origine naturale che tipicamente incontriamo nell’ambiente che ci circonda [10]. Uno studio della Nuclear Regolatory Commission ha stimato che una persona con due allarmi di questo tipo installati in casa riceve una dose aggiuntiva di circa di 0.02 μSv in un anno [11], si prendono più radiazioni mangiando una banana [12]. Per mettere le cose ancora più in prospettiva ricordiamoci che la dose media annua di radiazioni naturali assorbita da un abitante dell’Italia è di circa 3000 μSv, che diventano circa 4000 μSv se si includono contributi “artificiali” come gli esami medici [13].
Si tratta quindi di oggetti innocui, a meno ovviamente di non estrarre la sorgente e mangiarla, cosa da evitare, ma lo stesso vale per altre sostanze che si trovano abitualmente in ambito domestico e in posizioni più accessibili del soffitto [14]. Se qualcuno avesse la strana idea di forzare la camera di ionizzazione per farsi una “mangiata” di Am241 assumerebbe una dose di circa 6000 μSv [15]. E’ il peggio che può succedere se l’oggetto finisce nelle mani di qualcuno con spiccate tendenza autolesioniste, e in termini di radiazioni è comunque paragonabile ad una TAC [16].
Gli incendi uccidono le persone, gli allarmi antifumo, anche quelli radioattivi, le salvano, eppure, se invece che “allarme a ionizzazione” l’avessero chiamato “allarme a radiazioni”, probabilmente molti dei pezzi prodotti sarebbero rimasti sugli scaffali dei magazzini.
Un altro esempio di come percezioni basate sui luoghi comuni possano portarci fuori strada. Fermarsi alle parole e ai nomi, senza andare a vedere i numeri, è come giudicare un pacco dalla confezione, senza guardare cosa c’è dentro.
(*) La radiazione alfa è innocua se la sorgente è esterna al corpo, ma la più pericolosa se la sorgente è interna al corpo.
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
[1] https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/consumer/miscellaneous/smoke-detector.html
[3][4] http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/eason1/
[5] https://wwwn.cdc.gov/TSP/PHS/PHS.aspx?phsid=809&toxid=158
[6][11][15] https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/smoke-detectors.html
[7] https://wwwn.cdc.gov/TSP/PHS/PHS.aspx?phsid=809&toxid=158
[8][9] http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/nuclide.asp?iZA=950241
[10] https://www.ge.infn.it/~prati/Fisica%20Nucleare%20Applicata/Appendix%20B%20-%20Practical%20Gamm…pdf
[12] https://www.epa.gov/radtown/natural-radioactivity-food
[16] https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/medical-x-ray-imaging/what-are-radiation-risks-ct
Quante ne sai?
Abbiamo di recente lanciato sul nostro canale Instagram una serie di quiz a tema nucleare, con cadenza settimanale.
Ecco i quesiti proposti il 24 novembre 2025 (in grassetto le risposte corrette):
1) Quale sensore casalingo usa una sorgente radioattiva?
a – Rilevatore di gas
b – Sensore di movimento
c – Rilevatore di fumo
2) Come viene rilevata la presenza di fumo?
a – Riduzione del flusso di corrente nell’aria ionizzata
b – Blocco del raggio infrarosso tra emettitore e sensore
c – Il calore attiva il sensore termico a ionizzazione
3) Qual dose in un anno con due allarmi antifumo in casa?
a – Meno di mangiare una banana
b – Più di una TAC
c – Come un viaggio in aereo
Nucleare e Ragione 